電表后儲能等六項技術(shù)開創(chuàng)未來能源新格局

:可再生能源技術(shù)的發(fā)展影響整體能源格局，要想向創(chuàng)新格局穩(wěn)步發(fā)展，就需要相應的技術(shù)支持。上篇聊了代際平衡，現(xiàn)在來談談為了實現(xiàn)這一目標應該采用的核心技術(shù)吧！本期小編與大家分享IRENA發(fā)布的《Enabling Technologies》，將從六項技術(shù)出發(fā)，逐個分析其對可再生能源整合、電網(wǎng)柔性等熱點問題的作用以及對電力系統(tǒng)發(fā)展的影響。

（來源：微信公眾號“直流建筑聯(lián)盟”ID：DC_building）

1、集中儲能系統(tǒng)的大用處

只有采用更加靈活的能源系統(tǒng)，才能高效、可靠地集成可變可再生能源。集中儲能系統(tǒng)能夠快速吸收多余電力，在用電高峰時再將電力注入電網(wǎng)，這一特性使得它成為增加系統(tǒng)靈活性的潛在解決方案之一。與常規(guī)的儲能系統(tǒng)（如抽水蓄能）不同，電池具有地理和尺寸靈活性的優(yōu)勢，可以部署在需要額外電力靈活性并易于擴展的位置。而且它不像抽水蓄能，部署位置不需要特定的地質(zhì)條件（即山脈和水）。集中儲能系統(tǒng)容量的變化范圍大，可以從幾兆瓦時（MWh）到數(shù)百兆瓦時。鋰離子（Li-ion）、鈉硫和鉛酸電池等不同電池儲能技術(shù)都可用于儲能。

2、能節(jié)省電費的電表后儲能（用戶側(cè)儲能）

電池儲能系統(tǒng)被部署在電力價值鏈的多個層面，包括輸電、配電和消費者層面。北美儲能協(xié)會將儲能系統(tǒng)形象分為：電表前（集中式儲能，同上述公用規(guī)模儲能）和電表后（用戶側(cè)儲能）兩部分。電表后儲能電池在商業(yè)、工業(yè)或住宅用戶的電表后面互連，主要目的是通過需求側(cè)管理節(jié)省電費。這一級別的儲能部署通常是“隱藏式”電池，放置在客戶的設(shè)施中。它們通常不受配電系統(tǒng)運營商的直接控制，然而，通過一些措施，配電系統(tǒng)運營商可以在需要時從中取電。目前也不缺乏這些應用，例如，美國的Green Mountain Power的Tesla Powerwall計劃和荷蘭的Eneco的CrowdNett計劃。

圖1 典型的能量并網(wǎng)用戶側(cè)儲能配置

盡管目前公用規(guī)模的電池系統(tǒng)在已部署的容量方面占主導地位，但小型電池系統(tǒng)的份額卻是逐年增長。

圖2 2017-2030年電表后儲能電池的增長

3、電動汽車的智能充電

電動汽車代表交通和電力行業(yè)發(fā)展的新方向，他們的結(jié)合可以同步促進兩個行業(yè)的脫碳?？稍偕茉窗l(fā)電成本的降低使電力成為有吸引力的低成本燃料。而電動汽車的大規(guī)模部署也為電力行業(yè)帶來了機遇。電動車隊可以創(chuàng)造巨大的蓄電能力，它們可以充當靈活的負載和分散的儲能資源，提供額外的靈活性來支持電力系統(tǒng)運行。借助智能充電，電動汽車可以調(diào)整充電模式以平緩峰值需求，調(diào)整充電水平來支持電網(wǎng)的實時平衡。

智能充電意味著電動汽車的充電周期要與電力系統(tǒng)和用戶需求相適應，在滿足出行需求的同時整合電動汽車的儲能能力。因此，智能充電是一種根據(jù)配電網(wǎng)的約束、本地可再生能源的可用性以及客戶偏好來優(yōu)化充電過程的方式。該項技術(shù)的發(fā)展和智能模式的設(shè)計將成為未來發(fā)展的重點。

4、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）助力智能電網(wǎng)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)將智能設(shè)備接入物理對象，以實時收集、監(jiān)控和解釋其周圍環(huán)境中的信息。它使得電力系統(tǒng)更加高效、更加“智能”。物聯(lián)網(wǎng)是“智能電網(wǎng)”的基礎(chǔ)，從根本上講，它是一種“電網(wǎng)”，可以智能地集成與其連接用戶的行為，從而實現(xiàn)可持續(xù)、經(jīng)濟和安全的電力供應。分布式能源的部署將典型電力系統(tǒng)擁有的數(shù)百個控制點變?yōu)闈撛诘臄?shù)百萬個。因此物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)聚合能力，將在未來的管理和業(yè)務模型選項方面發(fā)揮巨大作用。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)的背景：從需求和供應方連接智能設(shè)備的智能電網(wǎng)

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)還可以用于可再生能源發(fā)電量預測、電廠的自動化控制、分布式能源的聚集與控制等方面。想必其強大的數(shù)字計算與處理能力能為智慧能源控制提供更多的技術(shù)支撐與模式創(chuàng)新。

5、人工智能與大數(shù)據(jù)

電力行業(yè)正面臨著重大變革，VRE、分布式能源（DER）、雙向電力流、物聯(lián)網(wǎng)收集的數(shù)據(jù)流以及其他設(shè)備都在不斷變化。由于缺少可自動控制的資源，許多系統(tǒng)的操作決策仍是手動執(zhí)行。

人工智能與大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展幫助大量資源自動響應相關(guān)需求。這種先進的控制技術(shù)可以優(yōu)化DRE系統(tǒng)，提高系統(tǒng)靈活性的同時減少系統(tǒng)的運營成本。人工智能和大數(shù)據(jù)的作用正從便利、優(yōu)化工具轉(zhuǎn)向智能、快速決策。

目前，AI支持的大多數(shù)技術(shù)都與天氣預測、可再生能源發(fā)電預測以及預測性維護有關(guān)。通過天氣預報、占用率、能源價格和消費者行為，AI可以優(yōu)化用戶側(cè)能源管理，減少電費。例如，谷歌的DeepMind AI僅利用數(shù)據(jù)中心內(nèi)傳感器收集的歷史數(shù)據(jù)（例如，溫度，功率）就將其冷卻能耗降低了40％。

圖4 用于VRE集成的AI的新興應用

6、區(qū)塊鏈在電力行業(yè)中起到什么作用

分布式分類賬本技術(shù)（DLT），如區(qū)塊鏈，為電力部門提供了多種可能性。它為復雜電網(wǎng)的發(fā)展鋪平道路，這些電網(wǎng)將以更分散、更有效的方式來管理整個分布式能源價值鏈。

圖5 電力交易從傳統(tǒng)集中式模型（左）過渡到基于區(qū)塊鏈的分散式分布式模型（右）

從集中化到分散化的這種轉(zhuǎn)變，使得電網(wǎng)中的每個參與者都可直接進行交易，無需第三方來驗證和保護交易。在降低交易成本和時間的同時，為交易中心建立了骨干。這就是新型的去中心化互聯(lián)網(wǎng)。

圖6 電力行業(yè)的區(qū)塊鏈計劃

智能合約是實現(xiàn)區(qū)塊鏈計劃的關(guān)鍵工具。用一種恰當?shù)谋扔鱽砻枋鲋悄芎霞s：使用自動售貨機時，您購買的物品將在您存入款項并做出選擇后自動到達。就智能合約而言，自動售貨機是分類帳，其產(chǎn)品可以是從電能到房地產(chǎn)契約的任何東西。

原標題:電表后儲能等六項技術(shù)開創(chuàng)未來能源新格局